一种用于倒装芯片的紫外发光二极管及衬底刻蚀方法技术

本发明专利技术提供一种用于倒装芯片的紫外发光二极管及衬底刻蚀方法，紫外发光二极管包括P型电极和N型电极，以及依次形成的衬底、缓冲层、N型半导体层、发光区、P型半导体层和接触层，所述衬底为蓝宝石衬底并作为出光面，其中，衬底正面与缓冲层接触，且衬底背面刻蚀有多个聚光体。聚光体为平顶的圆锥体、半球体或半椭球体。如此，通过在蓝宝石本身刻蚀平顶的聚光颗粒，相比现有技术的透镜方式，使得光线能够均匀透射。

A UV light emitting diode and substrate etching method for flip chip

【技术实现步骤摘要】
一种用于倒装芯片的紫外发光二极管及衬底刻蚀方法
本专利技术属于深紫外LED制造领域，具体涉及一种用于倒装芯片的紫外发光二极管。
技术介绍
对于紫外杀菌来说，与传统的汞灯相比，深紫外LED具有很多优点，它可以直接把电转化为光，并且无污染、亮度高、功耗低、寿命长、工作电压低且易小型化。由于发光二极管是固体光源，折射率较高，容易产生全内反射，由此将导致出光率低下，因此，如何提高LED的出光效率，一直是该领域研究的热点。目前常用的手段是：衬底表面粗化，虽然能够减少全内反射率，然而出光率仍然不高；对于已经成型的芯片，例如芯片正面出光的方式，多数是在衬底正面外加透镜，但该方式工艺复杂，成本高。鉴于上述原因，本专利技术提供一种用于倒装芯片的紫外发光二极管及衬底刻蚀方法，以解决现有技术中的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于倒装芯片的紫外发光二极管，包括P型电极和N型电极，以及依次形成的衬底、缓冲层、N型半导体层、发光区、P型半导体层和接触层，所述衬底作为出光面，其中，衬底正面与缓冲层接触，且衬底背面刻蚀有多个大小相等且规则排列的聚光体。进一步的，所述聚光体为平顶的圆锥体、半球体或半椭球体。进一步的，刻蚀前所述衬底背面表面平滑，并附有一层掩蔽层。进一步的，掩蔽层材料包括光刻胶、SiO2、SiN或Ni。进一步的，所述多个聚光体呈阵列式排布。进一步的，所述聚光体的尺寸为微米级或纳米级。进一步的，所述衬底为蓝宝石衬底。本专利技术还提供一种紫外发光二极管的衬底刻蚀方法，包括以下步骤：S1、按照预定的图形尺寸，在掩蔽层及衬底上从上至下刻蚀出多个大小相等的初始聚光体，所述初始聚光体为圆锥体、半球体或半椭球体；S2、将刻蚀后的掩蔽层及衬底置入显影液中，所述显影液溶解掩蔽层；S3、掩蔽层完全去除后，露出衬底背面平顶的聚光体，清洗并烘干所述衬底。进一步的，所述初始聚光体，是采用干法刻蚀的感应耦合反应粒子刻蚀方式得到。进一步的，所述刻蚀方式使用气体包括BCl3、HBr、HCl、SF6及Cl2的两种或两种以上混合气体。本专利技术具有如下优点和有益效果：本专利技术提供的用于倒装芯片的紫外发光二极管，包括P型电极和N型电极，以及依次形成的衬底、缓冲层、N型半导体层、发光区、P型半导体层和接触层，所述衬底为蓝宝石衬底并作为出光面，其中，衬底正面与缓冲层接触，且衬底背面刻蚀有多个聚光体。聚光体为平顶的圆锥体、半球体或半椭球体。如此，通过在蓝宝石本身刻蚀平顶的聚光颗粒，相比现有技术的透镜方式，使得光线能够均匀透射。结合附图阅读本申请实施方式的详细描述后，本申请的其他特点和优点将变得更加清楚。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术较佳实施例提供的用于倒装芯片的紫外发光二极管整体结构示意图；图2为本专利技术较佳实施例提供的用于倒装芯片的紫外发光二极管衬底背面俯视图；图3为本专利技术较佳实施例提供的用于倒装芯片的紫外发光二极管衬底刻蚀方法流程图；图4a为本专利技术较佳实施例提供的附有掩蔽层衬底的示意图；图4b为本专利技术较佳实施例提供的将掩蔽层及衬底刻蚀后成型的示意图；图4c为本专利技术较佳实施例提供的去除掩蔽层后形成的聚光体示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术较佳实施例提供的用于倒装芯片的紫外发光二极管整体结构示意图。如图1所示，本专利技术较佳实施例提供的用于倒装芯片的紫外发光二极管包括N型电极100和P型电极200，以及依次形成的衬底300、缓冲层400、N型半导体层500、发光区600、P型半导体层700和接触层800，衬底300作为出光面，其中，衬底300正面与缓冲层400接触，且衬底300背面刻蚀有多个聚光体301。于此，为保证最佳透光率及衬底硬度，衬底300采用的材质为蓝宝石。图2为本专利技术较佳实施例提供的用于倒装芯片的紫外发光二极管衬底背面俯视图。如图2所示，聚光体301为衬底上形成的平顶的圆锥体、半球体或半椭球体。本实施例中，为保持出光光线的一致性，多个聚光体大小相等且呈阵列式排布。具体地，相邻四个聚光体的中心连线组成正方形，且正方形边长与聚光体底面直径的比值范围在1.5-6之间。进一步的，聚光体的尺寸为微米级或纳米级，例如聚光体的直径为几十微米或几百纳米，具体可根据实际需要设定，然而，对专利技术对此并不作限定。图3为本专利技术较佳实施例提供的用于倒装芯片的紫外发光二极管衬底刻蚀方法流程图。如图3所示，本专利技术较佳实施例提供的用于倒装芯片的紫外发光二极管衬底刻蚀方法包括以下步骤：步骤S1、按照预定的图形尺寸，在掩蔽层及衬底上从上至下刻蚀出多个大小相等的初始聚光体，初始聚光体为圆锥体、半球体或半椭球体。具体而言，请结合图4a及图4b，衬底300背面表面平滑，并附有一层掩蔽层900(图4a)。本步骤中，将掩蔽层900及衬底300刻蚀出初始聚光体，即圆锥体、半球体或半椭球体形状(图4b)，于此，掩蔽层材料包括光刻胶、SiO2、SiN或Ni。本实施例中，初始聚光体是聚光体301与衬底300一体成型，并采用干法刻蚀的感应耦合反应粒子刻蚀方式得到，于其他实施例中，也可采用其它干法刻蚀，然而对此本专利技术并不作限定。结合图2，值得说明的是，为达到出光均匀的效果，初始聚光体的刻蚀过程中，多个聚光体301之间的平面302保持平滑。步骤S2、将刻蚀后的掩蔽层及衬底置入显影液中，显影液溶解掩蔽层。具体地，由于采用了感应耦合反应粒子刻蚀方式，离子轰击将高能Al-O打断，同时将吸附产物解吸附，使得刻蚀过程不间断，中间还可采用例如喷淋法进行除尘。步骤S3、掩蔽层完全去除后，露出衬底背面平顶的聚光体，清洗并烘干衬底。具体而言，本实施例中，前述感应耦合反应粒子刻蚀使用的气体包括BCl3、HBr、HCl、SF6及Cl2的两种或两种以上混合气体，例如BCl3与HBr、BCl3与HCl、BCl3与SF6或者BCl3与Cl2的混合气体等。该方法形成的平顶聚光体，相比现有技术中的透镜聚光方式，能够使得光线经过聚光体汇聚后更加均匀地发射。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本专利技术各实施例技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于倒装芯片的紫外发光二极管，包括P型电极和N型电极，以及依次形成的衬底、缓冲层、N型半导体层、发光区、P型半导体层和接触层，其特征在于，所述衬底作为出光面，其中，衬底正面与缓冲层接触，且衬底背面刻蚀有多个大小相等且规则排列的聚光体。

【技术特征摘要】
1.用于倒装芯片的紫外发光二极管，包括P型电极和N型电极，以及依次形成的衬底、缓冲层、N型半导体层、发光区、P型半导体层和接触层，其特征在于，所述衬底作为出光面，其中，衬底正面与缓冲层接触，且衬底背面刻蚀有多个大小相等且规则排列的聚光体。2.根据权利要求1所述的用于倒装芯片的紫外发光二极管，其特征在于，所述聚光体为平顶的圆锥体、半球体或半椭球体。3.根据权利要求1所述的用于倒装芯片的紫外发光二极管，其特征在于，刻蚀前所述衬底背面表面平滑，并附有一层掩蔽层。4.根据权利要求3所述的用于倒装芯片的紫外发光二极管，其特征在于，掩蔽层材料包括光刻胶、SiO2、SiN或Ni。5.根据权利要求1所述的用于倒装芯片的紫外发光二极管，其特征在于，所述多个聚光体呈阵列式排布。6.根据权利要求1所述的用于倒装芯片的紫外发光二极管，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛巍，潘兆花，李群，周德保，张国华，梁旭东，
申请(专利权)人：青岛杰生电气有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37